Si el núcleo de un átomo ocupa un espacio tan pequeño, ¿por qué todavía vemos los objetos como sólidos? ¿La respuesta tiene que ver con la luz emitida por ellos?

Lo que vemos es la luz que llega a nuestros ojos. La luz que incide sobre la materia “sólida”, la luz a frecuencias visibles, tiene longitudes de onda mucho más largas que el tamaño de un átomo, y mucho menos un núcleo.

Las colecciones de muchos átomos interfieren colectivamente con el progreso de la luz y, a menudo, la reflejan o refractan. Las frecuencias que se absorben, las que se envían de regreso, y así sucesivamente, son la base de la información que obtenemos de nuestros ojos.

La “hoja de oro” puede reducirse a unos pocos átomos de espesor. Una fracción justa de la luz que incide en una capa de este tipo simplemente atraviesa. Hazlo más grueso y prácticamente todo se refleja.

Es una ecuación de onda; los núcleos son siempre tan pequeños que prácticamente nada los golpea. Lo que obstruye el paso de la luz es la interacción de la onda electromagnética con los electrones en el material. Si se trata de un conductor, pueden, algunos de ellos, tener un rango libre y no están vinculados particularmente, uno por uno, a sus propios átomos individuales. Pueden oscilar en respuesta a la luz y eso puede reaccionar en los campos que expresan lo que hará la luz y puede obtener reflejo.

Si uno envía partículas alfa, digamos, en esa misma hoja de oro, las ecuaciones de onda que suponen una distribución uniforme de la materia dicen que las partículas simplemente pasan directamente. Y de hecho, sobre todo lo hacen. Pero algunos rebotan. Y la razón es que los núcleos están lo más lejos posible de la distribución uniforme. Pero las longitudes de onda más grandes de la luz visible no interactúan con los núcleos como lo hacen las “partículas” alfa (a esta escala, todo es tanto una onda como una partícula).

Y solo por patadas, la razón por la cual el oro es amarillo, en lugar de plata como la plata, es que es un núcleo tan masivo que requieren los orbitales para la capa de electrones del oro, a menos que haya entendido mal lo que leí en alguna parte, una corrección de relatividad para la gravedad del núcleo .

Para que una persona vea dos objetos claramente, debe haber una cierta distancia entre los dos, dependiendo de su tamaño y la distancia del observador de los objetos. Por ejemplo, puede distinguir dos períodos (..) cuando usa su pantalla a la distancia actual. Sin embargo, si tuviera que caminar una distancia moderada de su pantalla, aparecerían igual. O si tuviera que mirar muy de cerca, podría distinguir mejor los píxeles en su pantalla, que son más pequeños y más cercanos. Los átomos de un objeto están muy juntos y son muy pequeños, por lo que hay muchos átomos en una cantidad muy pequeña de cada objeto. Es por eso que parecen sólidos. Esta es la misma razón por la que uno no puede ver gases, ya que los átomos no necesitan estar cerca uno del otro en un gas.

Son los electrones los que ocupan espacio. Contrariamente al mito popular, no hay espacio vacío en un átomo. Si considera los átomos como pequeños planetas, entonces los átomos están en su mayoría vacíos. Si considera los orbitales electrónicos como las ondas que son, llenan todo el átomo. Así que olvide que alguna vez escuchó sobre el modelo planetario de los átomos. Solo … olvídalo. Esta mal

Luego hay algo llamado el principio de exclusión de Pauli, que dice que los electrones no pueden ocupar el mismo espacio si tienen los mismos números cuánticos, lo que para los átomos significa concha, orbital y espín. Si el tiempo es la forma en que Dios evita que todo suceda de una vez, el Principio de Exclusión de Pauli es la forma en que Dios evita que todo suceda en el mismo lugar.

Bien, entonces las cosas no “se ven” sólidas, realmente son sólidas. La luz interactúa con los átomos de muchas maneras para producir color. La referencia sobre esto es: The Physics and Chemistry of Color: The Fifteen Causes of Color, 2nd Edition, por Kurt Nassau, ISBN: 978-0-471-39106-7.

No se debe usar el modelo clásico (tipo Rutherford) del átomo para comprenderlo. No tenemos cargas puntuales que orbitan un núcleo, sino nubes de electrones que obedecen las leyes de la mecánica cuántica que prohíben (entre otros) compartir el mismo estado cuántico por dos electrones. Entonces hay una configuración óptima de átomos y cada desviación de este estado necesita aplicar fuerzas externas. Un caso especial son los cristales en los que los átomos están formando una configuración geométrica regular.

Los átomos son muy, muy pequeños, y hay muchos, como han dicho otros. Sin embargo, lo que “vemos” son fotones de luz, no los objetos en sí. Los fotones que vemos son parte del espectro electromagnético, con longitudes de onda en el rango de alrededor de 380-800ish nanómetros. Si la longitud de onda es más pequeña que esto, es radiación UV invisible, más larga y es radiación IR invisible o microondas, etc. Ahora, para que esta luz se ‘ajuste’ entre 2 objetos para que podamos ver el espacio entre ellos, el espacio no debe ser más pequeño que la longitud de onda de la luz (no estrictamente 100% verdadera pero muy, muy cercana). Por lo tanto, estamos limitados a cosas con una “brecha” de más de, digamos, 300 nanómetros para realmente “ver” la brecha (incluso entonces, obviamente, necesitamos un microscopio muy potente). Los átomos tienen un diámetro en el rango de ~ 1 Angstrom, que es 1/10 de un nanómetro. Por lo tanto, pueden penetrar espacios mucho más pequeños que la luz visible.
Podría entrar en muchos más detalles, pero realmente, ese es el quid de la cuestión.

Los átomos son en su mayoría espacio vacío, pero la nube de electrones que rodea el núcleo de un átomo repele a otros átomos, así como a ciertas frecuencias de luz, por lo que realmente es la fuerza electromagnética lo que le impide caminar a través de objetos sólidos. Ciertas frecuencias de luz se reflejan desde diferentes átomos y nuestros ojos los ven como colores cuando caen dentro del rango del espectro visible. La luz visible emitida por el átomo es fluorescencia. Entonces diría que es debido a la luz reflejada y al tacto que interpretamos la materia como sólida.

El átomo no es el núcleo. Son los electrones de la capa Y el núcleo. La masa se da principalmente desde el núcleo, es cierto, sin embargo, la mayoría, si no casi todas las demás propiedades, como el tacto y la sensación, se originan en las interacciones de los electrones de la capa. La óptica proviene de fotones absorbidos y emitidos por electrones de capa. Eso es todo en una cáscara de nuez (?).

La luz interactúa con los electrones en las partes externas de los átomos, así que eso es lo que vemos.

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